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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 17

Uma sala contém ar a 85 °F e 13,5 psia com umidade relativa de 60%. Determine (a) a pressão parcial do ar seco, (b) a umidade específica e (c) a entalpia por unidade de massa de ar seco.

Passo 1

Temos que a pressão do ar seco pode ser dada pela subtração da pressão total pela pressão de ar úmido, daí

P a = P - P v

Temos que a pressão de ar vapor de água é dado por:

P v = ϕ P g

onde P g é a pressão de saturação da água a 85 °F que, na tabela de vapor saturado, é de 0,59659 psia. Daí

P v = 0,6 × 0,59659   p s i a = 0,358   p s i a

Assim, a pressão parcial de ar seco é

P a = 13,5   p s i a - 0,358   p s i a = 13,142   p s i a

Passo 2

Temos que a umidade específica do ar pode ser dada pela seguinte expressão:

ω = 0,622 P v P - P v = 0,622 P v P a = 0,622 × 0,358   p s i a 13,142   p s i a = 0,01 6 9 l b m   d e   a r   ú m i d o l b m   d e   a r   s e c o

Passo 3

Temos que a entalpia por unidade de massa pode ser dada por:

h = h v + ω h v ≅ c p T + ω h g

Temos que na saturação do vapor de água, a sua entalpia a 85 °F é de 1098,3 Btu/lbm e o c p do ar é dado por 0,24 Btu/lbm ⋅ °F, assim:

h = 0,24   B t u / l b m ⋅ ° F × 85   ° F + 0,01 6 9 × 1098,3   B t u / l b m = 38,96 B t u l b m   d e   a r   s e c o

Resposta

Assim,

  1. a pressão parcial de ar seco é de 13,142 psia;

  2. a umidade específica do ar é de 0,01 6 9 l b m   d e   a r   ú m i d o l b m   d e   a r   s e c o ;

  3. e a entalpia por unidade de massa de ar seco é de 38,96 B t u l b m   d e   a r   s e c o ;
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